[发明专利]增进多级单元非挥发性内存的数据存取可靠度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增进数据存取可靠度的方法，尤其涉及一种增进多级单元 非挥发性内存的数据存取可靠度的方法。

背景技术

NAND闪存具有低写入和擦除时间、高密度(高存放空间)和低制造成本 的特性，由于它的I/O接口只允许连续读取，所以并不适合计算机内存，但是却 很适合应用在储存卡上。而目前NAND闪存除了在储存卡被大量应用外，手机、 MP3播放器、数字多媒体播放器也已大量使用，作为存放多媒体档案的媒介之 一。

NAND闪存分为单级单元(Single Level Cell，SLC)与多级单元(Multi Level  Cell，MLC)两种储存结构。在使用单元的方式上，SLC闪存装置与EEPROM相 同，但在浮置栅极(Floating gate)与源极(Source)之中的氧化薄膜更薄。而SLC闪 存装置的数据写入是通过对浮栅的电荷加电压，经过源极将所储存的电荷消除。 通过这样的方式，以储存一个信息位(1代表消除，0代表写入)。而MLC闪存则 是在浮栅中使用不同程度的电荷，因此能在单一晶体管(transistor)中储存多个位 的信息，并通过单元的写入与感应的控制，在单一晶体管中产生多层状态。

以4LC闪存为例，一个单元(Cell)包含两个位(bit)，小的称为最低有 效位(Least Significant Bit，LSB)，大的称为最高有效位(Most Significant Bit， MSB)，可产生4层状态(00、01、11、10)，以写入区块内的不同页(page) 内。其中，如图6所示，每个单元(Y0，Y1，Y2...)的两位(LSB、MSB)分别 写入区块(block)的LSB页和MSB页内。当程序化(program)LSB页的Y0 位时，单元的电压层(voltage level)会改变，并影响到MSB页的Y0位。同样 的，程序化MSB页的Y0位时，LSB页的Y0位也会改变。

存取数据的过程，主机由LSB页开始，再经过MSB页持续写入。而在写 入MSB页时，如果因不正常插拔或电池没电等现象所造成的不正常断电，将使 得MSB页与原先写入LSB页的数据同时损坏。此种问题或许对于90纳米(nm) 加工的NAND闪存会产生较小的影响，但随着加工的微缩，如图7A所示，70 纳米加工结构的LSB页的页0及页1写入后，紧接着写入MSB页的页2和页3； 或如图7B所示，在50纳米加工结构下，写入LSB的页0、页1、页2及和页3 后，紧接着写入MSB的页4、页5、页6及和页7。如此一来，在50纳米加工 结构中，页0至页3之间的数据相似度，或页4至页7之间的数据相似度常会 有很大的不同，甚至存在不同的档案，一旦产生不正常断电时，容易造成难以 补救的损失。

对于SLC及MLC闪存而言，同样容量的单元要储存1位与储存多位的稳 定度和复杂度不同，SLC闪存比MLC闪存稳定，且SLC闪存写入速度较快。 虽然具有多位的MLC闪存可提高储存容量，但由于先天物理极限，在理论上， SLC写入次数为每一区块(Block)十万次，比起写入次数仅一万次的MLC技术， 其使用寿命多十倍，也即MLC闪存的寿命比以SLC制成的闪存短。

现有技术并不能提供一种方法，使不仅能减少闪存区块抹除的频率，以延 长多级单元非挥发性内存的使用寿命，且可确保数据存取的完整。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种增进多级单元非挥发性内存的数据存取可靠 度的方法，通过以一页跳接器在跳过其它对应到属于同一储存单元的实体页的 数据储存页时，选取至少一组对应到同一储存单元的实体页的数据储存页，以 存取于至少一个数据储存区块内的步骤，能减少数据储存区块抹除的频率，以 延长多级单元非挥发性内存的使用寿命。

本发明的次要目的在提供一种增进多级单元非挥发性内存的数据存取可靠 度的方法，通过使用数个数据储存区块以分别存取主机所传输数据的步骤，能 在不正常断电时，避免因多级单元非挥发性内存的存取特性而造成正在存取的 数据与原先存取数据同时损坏，而可确保数据存取的完整。